DE102018205236A1 - Apparatus and method for measuring a filter cake thickness - Google Patents

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Detlef Steidl
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Abstract

Druckdrehfilter (10), umfassend eine Filtertrommel (30) und ein Gehäuse (22), dadurch gekennzeichnet, dass an dem Gehäuse (22) ein Sensor (12) angebracht ist, welcher Licht (14) durch einen lichtdurchlässigen Abschnitt (16) des Gehäuses (22) in Richtung eines Filterkuchens (28) emittiert und von dem Filterkuchen (28) reflektiertes Licht (14a) durch den lichtdurchlässigen Abschnitt (16) des Gehäuses (22) empfängt, wobei eine Verarbeitungseinheit Eigenschaften des emittierten Lichts (14) mit denen des empfangenen Lichts (14a) vergleicht und eine absolute Dicke des Filterkuchens (28) und/oder eine Änderung in der Dicke des Filterkuchens (28) über eine vorbestimmte Zeit ermittelt. Ferner betrifft die Erfindung ein diesbezügliches Verfahren.A rotary pressure filter (10) comprising a filter drum (30) and a housing (22), characterized in that on the housing (22) a sensor (12) is mounted, which light (14) through a translucent portion (16) of the housing (22) towards a filter cake (28) and receives from the filter cake (28) reflected light (14a) through the translucent portion (16) of the housing (22), wherein a processing unit having properties of the emitted light (14) with those of received light (14a) compares and determines an absolute thickness of the filter cake (28) and / or a change in the thickness of the filter cake (28) over a predetermined time. Furthermore, the invention relates to a related method.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Druckdrehfilter, umfassend eine Filtertrommel, an welcher zu filtrierendes Material gefiltert wird, wobei an einer Oberfläche der Filtertrommel ein Filterkuchen entsteht, und ein Gehäuse, welches die Filtertrommel umgibt und in welchem die Filtertrommel drehbar gelagert istThe present invention relates to a rotary pressure filter comprising a filter drum on which material to be filtered is filtered, wherein a filter cake is formed on a surface of the filter drum, and a housing which surrounds the filter drum and in which the filter drum is rotatably mounted

Die Anmelderin vertreibt seit vielen Jahren Druckfilter. Bei derartigen Druckdrehfiltern wird eine Suspension, welche ein Gemisch aus Flüssigkeit und Feststoffen ist, auf eine rotierende Filtertrommel aufgebracht. Die Filtertrommel ist derart ausgebildet, dass Flüssigkeit der Suspension durch eine Wandung der Filtertrommel hindurchtreten kann, wohingegen Feststoffe der Suspension an einer Oberfläche der Filtertrommel verbleiben. Folglich entsteht an der Oberfläche der Filtertrommel eine Feststoffschicht, welche in Fachkreisen als „Filterkuchen“ bezeichnet wird.The applicant distributes pressure filters for many years. In such rotary pressure filters, a suspension, which is a mixture of liquid and solids, is applied to a rotating filter drum. The filter drum is designed such that liquid of the suspension can pass through a wall of the filter drum, whereas solids of the suspension remain on a surface of the filter drum. Consequently, a solid layer is formed on the surface of the filter drum, which is referred to in the art as "filter cake".

Der Filterkuchen kann je nach Art des Druckdrehfilters beispielsweise nach einer vollständigen Rotation der Filtertrommel abgetragen werden, um neue zu filtrierende Suspension auf die Filtertrommel, zum Beispiel in an der Filtertrommel ausgebildete Zellen, einbringen zu können.The filter cake can be removed, for example, after a complete rotation of the filter drum, depending on the type of pressure rotary filter, in order to be able to introduce new suspension to be filtered onto the filter drum, for example into cells formed on the filter drum.

Um den Wirkungsgrad eines derartigen Druckdrehfilters zu verbessern, ist es erstrebenswert, dass eine entsprechende Filtrationszone der Filtertrommel möglichst zu 100% gefüllt ist, wobei jedoch eine Überfüllung zu vermieden ist.In order to improve the efficiency of such a pressure rotary filter, it is desirable that a corresponding filtration zone of the filter drum is filled as 100% as possible, but overfilling is to be avoided.

Bekannte Einrichtungen versuchen die Filterkuchendicke über eine Masse- bzw. Volumenstrommessung in der Suspensionszuführung zu bestimmen. Diese Messmethode lässt jedoch nur grob auf die Filterkuchendicke schließen. Es gibt verschiedene Störgrößen, die die Filterkuchendicke beeinflussen, jedoch von dieser indirekten Messmethode nicht erfasst werden. Beispielsweise ändert sich die Filterkuchendicke über die Dichte des Feststoffs, welche anhand der dargestellten Messmethode nicht erfasst werden kann.Known devices try to determine the filter cake thickness via a mass or volume flow measurement in the suspension feed. However, this method of measurement only roughly indicates the filter cake thickness. There are various disturbances that affect the filter cake thickness, but are not covered by this indirect measurement method. For example, the filter cake thickness changes over the density of the solid, which can not be detected by the measurement method shown.

Daher ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Messmethode bereitzustellen, welche unabhängig von derartigen Störgrößen die Filterkuchendicke messen kann.Therefore, it is an object of the present invention to provide a measuring method which can measure the filter cake thickness independently of such disturbances.

Diese Aufgabe wird durch einen gattungsgemäßen Druckdrehfilter gelöst, welcher dadurch gekennzeichnet ist, dass an dem Gehäuse ein Sensor angebracht ist, welcher Licht durch einen lichtdurchlässigen Abschnitt des Gehäuses in Richtung des Filterkuchens emittiert und von dem Filterkuchen reflektiertes Licht durch den lichtdurchlässigen Abschnitt des Gehäuses empfängt, wobei der Druckdrehfilter ferner eine Verarbeitungseinheit umfasst, welche dazu eingerichtet ist, Eigenschaften des emittierten Lichts mit denen des empfangenen Lichts zu vergleichen und eine absolute Dicke des Filterkuchens und/oder eine Änderung in der Dicke des Filterkuchens über eine vorbestimmte Zeit zu ermitteln.This object is achieved by a generic rotary pressure filter, which is characterized in that on the housing, a sensor is mounted, which emits light through a transparent portion of the housing in the direction of the filter cake and receives from the filter cake reflected light through the translucent portion of the housing, wherein the rotary printing filter further comprises a processing unit configured to compare characteristics of the emitted light with those of the received light and to determine an absolute thickness of the filter cake and / or a change in the thickness of the filter cake over a predetermined time.

Es sei bereits an dieser Stelle erwähnt, dass sich die „Dicke des Filterkuchens“ auf eine Ausdehnung der Filtratschicht auf der Filtertrommel in einer bezüglich der Filtertrommel radialen Richtung bezieht.It should already be mentioned at this point that the "thickness of the filter cake" refers to an expansion of the filtrate layer on the filter drum in a radial direction relative to the filter drum.

Die erfindungsgemäße Sensoranordnung ermöglicht eine direkte Messung der Filterkuchenschicht, so dass die tatsächliche Dicke dieser Filterkuchenschicht erfasst werden kann. Das hierzu von dem Sensor emittierte Licht erreicht den Filterkuchen mit einer vorbestimmten Eigenschaft, wie beispielsweise einer vorbestimmten Laufzeit von dem Sensor bis zu dem Filterkuchen oder einem vorbestimmten Winkel relativ zu der Oberfläche des Filterkuchens, auf welche das Licht auftrifft, oder einer vorbestimmten Farbe oder Ähnliches. Diese vorbestimmte Eigenschaft wird aufgrund der Reflexion des Lichts an dem Filterkuchen derart verändert, dass das von dem Sensor empfangene reflektierte Licht wenigstens eine von den Eigenschaften des emittierten Lichts abweichende Eigenschaft aufweist. Diese Abweichung der wenigstens einen zu vergleichenden Eigenschaft zwischen emittiertem Licht und empfangenem Licht dient der Verarbeitungseinheit als Berechnungsgrundlage für die Dicke des Filterkuchens.The sensor arrangement according to the invention enables a direct measurement of the filter cake layer so that the actual thickness of this filter cake layer can be detected. The light emitted from the sensor for this purpose reaches the filter cake with a predetermined property, such as a predetermined transit time from the sensor to the filter cake or a predetermined angle relative to the surface of the filter cake on which the light impinges, or a predetermined color or the like , This predetermined property is changed due to the reflection of the light on the filter cake such that the reflected light received by the sensor has at least one property different from the properties of the emitted light. This deviation of the at least one property to be compared between emitted light and received light serves the processing unit as the basis for calculating the thickness of the filter cake.

Dabei kann es vorteilhaft sein, dass der Druckdrehfilter eine mit der Verarbeitungseinheit betriebsmäßig verbundene Speichereinheit umfasst, welche Werte der Eigenschaften des emittierten und/oder empfangenen Lichts speichert. Die Speichereinheit kann somit bereits gespeicherte Werte zu Beginn des Betriebs des Druckdrehfilters umfassen als auch während des Betriebs des Druckdrehfilters Werte speichern. Beispielsweise kann in der Speichereinheit eine Laufzeit des Lichts von dem Sensor bis zur Oberfläche der Filtertrommel, beispielsweise bis zu dem Boden einer unbefüllten Filterzelle, und zurück zu dem Sensor gespeichert sein. Wird nun von dem Sensor eine Laufzeit des Lichts erfasst, welche kleiner ist als die voranstehend beschriebene gespeicherte Laufzeit, so kann die Verarbeitungseinheit eine Differenz dieser beiden Laufzeiten, durch Vergleich der gemessenen Laufzeit mit der gespeicherten Laufzeit, zur Berechnung der Dicke des Filterkuchens verwenden. Beispielsweise kann die Laufzeit des Lichts für eine leere Zelle 2,33 ns, für eine halbvolle Zelle 1,83 ns und für eine vollständig gefüllte Zelle 1,33 ns betragen. In analoger Weise kann in der Speichereinheit ein Winkel gespeichert sein, welchen ein von dem Sensor emittierter Lichtstrahl zu einem in eine Empfangseinheit des Sensors einfallenden Lichtstrahl bildet. Eine Abweichung von einem gemessenen Winkel zu diesem gespeicherten Winkel kann entsprechend zur Bestimmung der Dicke der Filterkuchenschicht verwendet werden.In this case, it may be advantageous for the pressure rotary filter to comprise a memory unit operatively connected to the processing unit, which stores values of the properties of the emitted and / or received light. The memory unit can thus already contain stored values at the beginning of the operation of the pressure rotary filter as well as store values during the operation of the pressure rotary filter. For example, in the memory unit, a transit time of the light from the sensor to the surface of the filter drum, for example to the bottom of an unfilled filter cell, and back to the sensor may be stored. If the sensor detects a transit time of the light which is shorter than the stored transit time described above, then the processing unit can use a difference between these two transit times to compare the measured filter runtime with the stored travel time to calculate the thickness of the filter cake. For example, for a blank cell, the transit time of the light may be 2.33 ns, for a half-full cell 1.83 ns and for a fully filled cell 1.33 ns. In an analogous manner, an angle can be stored in the memory unit, to which a light beam emitted by the sensor to forms a light beam incident in a receiving unit of the sensor. A deviation from a measured angle to this stored angle may be used to determine the thickness of the filter cake layer.

Der Sensor und die Verarbeitungseinheit können als integrale Komponente ausgebildet sein.The sensor and the processing unit may be formed as an integral component.

Vorteilhafterweise kann der Sensor außerhalb eines Prozessraums des Druckdrehfilters angeordnet sein. Der Sensor kann so von den im Prozessraum auftretenden Drücken und Temperaturen geschützt werden. Somit kann ein Sensor verwendet werden, welcher deutlich geringere Anforderungen, zum Beispiel auch bezüglich einer Explosionssicherheits- und anderen Zulassungen, erfüllen muss. Auf diese Weise können nicht nur die Kosten für den Sensor bzw. den damit verbundenen Aufbau reduziert werden, sondern es können auch Messverfahren zur Anwendung kommen, welche für einen in dem Prozessraum angeordneten Sensor nicht zur Verfügung stehen könnten. Darüber hinaus kann hierdurch eine Lebensdauer des Sensors erhöht und/oder eine Verschmutzung des Sensors reduziert werden.Advantageously, the sensor can be arranged outside a process chamber of the pressure rotary filter. The sensor can thus be protected from the pressures and temperatures occurring in the process space. Thus, a sensor can be used, which must meet significantly lower requirements, for example, with respect to an explosion safety and other approvals. In this way, not only the costs for the sensor or the associated structure can be reduced, but it can also measure methods are used, which could not be available for a sensor arranged in the process space sensor. In addition, this can increase a lifetime of the sensor and / or contamination of the sensor can be reduced.

In einer Weiterbildung der vorliegenden Erfindung kann der Sensor derart angeordnet sein, dass das emittierte Licht im Wesentlichen orthogonal auf die Oberfläche des Filterkuchens trifft. Dabei kann der lichtdurchlässige Abschnitt des Gehäuses beispielsweise durch ein in dem Gehäuse angeordnetes Schauglas gebildet sein, wobei das von dem Sensor emittierte Licht senkrecht durch die Oberfläche des Schauglases tritt. Insbesondere kann eine derartige Anordnung des Sensors relativ zu dem Filterkuchen ermöglichen, dass ein zwischen dem Sensor und dem Filterkuchen zu durchlaufender Abstand möglichst gering ist. In dem Fall, dass Feststoffe in dem Abstand zwischen dem Sensor und dem Filterkuchen, zum Beispiel Schwebstoffe in dem Raum zwischen Sensor und Filterkuchen, umfasst sind, kann eine Abschwächung und/oder Verfälschung von dem emittiertem Licht in Bezug auf das empfangene Licht reduziert oder sogar vermieden werden.In one development of the present invention, the sensor can be arranged such that the emitted light strikes the surface of the filter cake substantially orthogonally. In this case, the translucent portion of the housing may be formed, for example, by a sight glass arranged in the housing, wherein the light emitted by the sensor passes perpendicularly through the surface of the sight glass. In particular, such an arrangement of the sensor relative to the filter cake may allow a distance to be traveled between the sensor and the filter cake to be as small as possible. In the event that solids are included in the distance between the sensor and the filter cake, for example particulate matter in the space between the sensor and filter cake, attenuation and / or falsification of the emitted light with respect to the received light may be reduced or even eliminated be avoided.

In einer vorteilhaften Ausbildung der vorliegenden Erfindung kann der Sensor ein Lasertriangulations-Sensor sein. Derartige Sensoren basieren auf dem Prinzip, dass der Sensor einen Laserpunkt oder eine Anordnung von Laserpunkten, insbesondere eine 600 Laserpunkte umfassende Linie, emittiert. Das Laserlicht wird auf der Oberfläche des Filterkuchens gestreut, wobei durch eine Blende in dem Sensor Lichtstrahlen auf eine Empfangseinheit des Sensors treffen können. Je nach Position des Lichtpunkts bzw. der Lichtpunkte auf der Empfangseinheit des Sensors, bei bekannter Distanz zwischen der lichtemittierenden Einheit und der Empfangseinheit bzw. zwischen der Blende und der Empfangseinheit, kann ein Abstand zum Filterkuchen bestimmt werden. Aufgrund der Tatsache, dass die Oberfläche des Filterkuchens oftmals nicht homogen ausgebildet sein kann, sondern Vertiefungen aufweisen kann, durch welche beispielsweise Flüssigkeit aus der Suspension abfließt, kann die Verwendung eines Sensors, welcher eine Mehrzahl an Laserpunkten abgibt und empfängt, eine Erfassungsgenauigkeit der tatsächlichen Dicke des Filterkuchens verbessern.In an advantageous embodiment of the present invention, the sensor may be a laser triangulation sensor. Such sensors are based on the principle that the sensor emits a laser spot or an array of laser spots, in particular a line comprising 600 laser spots. The laser light is scattered on the surface of the filter cake, wherein light rays can strike a receiving unit of the sensor through a diaphragm in the sensor. Depending on the position of the light spot or the light spots on the receiving unit of the sensor, with a known distance between the light-emitting unit and the receiving unit or between the diaphragm and the receiving unit, a distance to the filter cake can be determined. Due to the fact that the surface of the filter cake can often not be homogeneous, but may have depressions through which, for example, liquid flows out of the suspension, the use of a sensor which emits and receives a plurality of laser spots, a detection accuracy of the actual thickness improve the filter cake.

Alternativ kann der Sensor auch ein Laserlaufzeitmessungs-Sensor sein. Bei diesem Sensortyp wird eine Laufzeit zwischen dem Zeitpunkt, zu welchem Licht von dem Sensor emittiert wird, zu dem Zeitpunkt, zu welchem dieses von dem Filterkuchen reflektierte Licht wieder empfangen wird, gemessen. Ein dicker Filterkuchen resultiert, aufgrund der relativ zu dem Sensor näheren Oberfläche des Filterkuchens, in einer kürzeren Laufzeit des emittierten Lichts als ein dünner Filterkuchen. Einerseits kann über eine Messreihe an Laufzeitmessungen eine Veränderung der Laufzeit erfasst werden und so auf eine Veränderung der Filterkuchendicke geschlossen werden. Anderseits kann eine Laufzeit des Laserstrahls bis zur blanken Filtertrommel, das heißt einer Filtertrommel ohne darauf gebildetem Filterkuchen, bekannt sein. Vorteilhafterweise können auch Laufzeiten des Laserstrahls für vorbestimmte Filterkuchendicken bekannt sein, z.B. von 1 cm bis 150 cm in 1 cm-Schritten, so dass eine Laufzeit des Laserstrahls direkt mit einem bekannten Wert verglichen werden kann, um die Dicke der Filterkuchenschicht zu bestimmen.Alternatively, the sensor may also be a laser transit time measurement sensor. In this sensor type, a transit time is measured between the time at which light is emitted from the sensor and the time at which this light reflected from the filter cake is received again. A thick filter cake results in a shorter transit time of the emitted light than a thin filter cake, due to the closer surface of the filter cake to the sensor. On the one hand, a change in the transit time can be recorded via a measurement series of transit time measurements and, thus, a change in the filter cake thickness can be concluded. On the other hand, a running time of the laser beam to the bare filter drum, that is, a filter drum without thereon formed filter cake, be known. Advantageously, run times of the laser beam for predetermined filter cake thicknesses may also be known, e.g. from 1 cm to 150 cm in 1 cm increments, so that a transit time of the laser beam can be compared directly with a known value to determine the thickness of the filter cake layer.

Insbesondere bei der Verwendung eines Laserlaufzeitmessungs-Sensors, aber nicht darauf beschränkt, kann der Sensor gepulstes Licht emittieren. Unter „gepulstem Licht“ ist hier Licht zu verstehen, welches in einer vorbestimmten Taktfrequenz, das heißt gemäß vorbestimmten Ein- und Ausschaltintervallen, emittiert wird. Basierend auf einer bekannten Pulsrate des emittierten Lichts kann für jeden ausgesandten Lichtpuls separat eine Laufzeit oder ein Winkel oder Ähnliches gemessen werden.In particular, when using a laser runtime measurement sensor, but not limited thereto, the sensor may emit pulsed light. By "pulsed light" is meant light which is emitted at a predetermined clock frequency, that is, according to predetermined on and off intervals. Based on a known pulse rate of the emitted light, a runtime or an angle or the like can be measured separately for each emitted light pulse.

Alternativ oder zusätzlich kann der Sensor Licht kontinuierlich emittieren. Insbesondere unter Verwendung eines Lasertriangulations-Verfahrens, aber nicht darauf beschränkt, kann eine kontinuierliche Emission von Licht und somit ein kontinuierliches Empfangen von Licht zu einer lückenlosen Überwachung der Dicke des Filterkuchens führen. Um eine Messung der oben erwähnten Vertiefungen in der Filterkuchenschicht zu kompensieren, kann zum Beispiel die Verarbeitungseinheit mit einem Algorithmus versehen sein, welcher Messabweichungen, welche auf eine lokal begrenzte Vertiefung in der Oberfläche der Filterkuchenschicht hindeuten, bei der Bestimmung der Dicke der Filterkuchenschicht außer Betracht lassen kann. Ferner kann zum Beispiel die Verarbeitungseinheit mit einem Algorithmus versehen sein, welche strukturbedingte und bekannte Veränderungen in der gemessenen Oberfläche erfasst bzw. bei der Bestimmung der Dicke der Filterkuchenschicht außer Betracht lässt, wie beispielsweise die zwischen den einzelnen Filterzellen der Filtertrommel angeordneten Trennwände.Alternatively or additionally, the sensor can emit light continuously. In particular, using, but not limited to, a laser triangulation method, continuous emission of light, and thus continuous receipt of light, may result in consistent monitoring of the thickness of the filter cake. To compensate for a measurement of the above-mentioned depressions in the filter cake layer, for example, the Processing unit may be provided with an algorithm that can account for errors in measurement, which indicate a localized depression in the surface of the filter cake layer, in determining the thickness of the filter cake layer. Further, for example, the processing unit may be provided with an algorithm which detects structural or known changes in the measured surface or disregards it in determining the thickness of the filter cake layer, such as the partitions disposed between the individual filter cells of the filter drum.

Der Druckdrehfilter kann ferner eine Steuereinheit umfassen, welche dazu eingerichtet ist, auf Grundlage der von der Verarbeitungseinheit bestimmten Filterkuchendicke eine Rotationsgeschwindigkeit der Filtertrommel einzustellen. Demgemäß kann bei einer nicht voll ausgenutzten maximal möglichen Dicke des Filterkuchens die Rotationsgeschwindigkeit der Filtertrommel reduziert werden, so dass auf einen Abschnitt, zum Beispiel eine Filterzelle, der Filtertrommel mehr Suspension aufgebracht werden kann. Analog kann die Steuereinheit die Rotationsgeschwindigkeit der Filtertrommel erhöhen, wenn die bestimmte Dicke der Filterkuchenschicht auf die Gefahr einer Überfüllung der Filtertrommel bzw. der Zellen der Filtertrommel schließen lässt.The rotary pressure filter may further include a control unit configured to set a rotational speed of the filter drum based on the filter cake thickness determined by the processing unit. Accordingly, with a not fully exploited maximum possible thickness of the filter cake, the rotational speed of the filter drum can be reduced so that more suspension can be applied to a section, for example a filter cell, the filter drum. Analogously, the control unit can increase the rotational speed of the filter drum if the specific thickness of the filter cake layer indicates the risk of overfilling the filter drum or the cells of the filter drum.

Die Anpassung der Rotationsgeschwindigkeit der Filtertrommel kann hier sowohl automatisch im Sinne einer sich selbst regelnden Steuervorrichtung als auch auf Grundlage einer Bedienung eines Benutzers, an welchen beispielsweise das von der Verarbeitungseinheit bestimmte Signal ausgegeben wird, welches die Dicke des Filterkuchens anzeigt, durchgeführt werden.The adaptation of the rotational speed of the filter drum can here both automatically in terms of a self-regulating control device as well as on the basis of an operation of a user to which, for example, the output signal from the processing unit is output, indicating the thickness of the filter cake, are performed.

In einem zweiten Aspekt betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Bestimmen einer Dicke eines Filterkuchens, welcher beim Filtern von zu filtrierendem Material auf einer Oberfläche einer Filtertrommel eines Druckdrehfilters, insbesondere eines Druckdrehfilters gemäß der obigen Beschreibung, gebildet wird, dadurch gekennzeichnet, dass ein Sensor Licht in Richtung des Filterkuchens emittiert und von dem Filterkuchen reflektiertes Licht empfängt, und dass eine Verarbeitungseinheit Eigenschaften des emittierten Lichts mit Eigenschaften des empfangenen Lichts vergleicht, um so die Dicke des Filterkuchens und/oder eine Änderung in der Dicke des Filterkuchens zu bestimmen.In a second aspect, the present invention relates to a method for determining a thickness of a filter cake which is formed when filtering material to be filtered on a surface of a filter drum of a rotary printing filter, in particular a rotary printing filter according to the above description, characterized in that a sensor light emitted in the direction of the filter cake and receives light reflected from the filter cake, and that a processing unit compares properties of the emitted light with properties of the received light, so as to determine the thickness of the filter cake and / or a change in the thickness of the filter cake.

In Bezug auf die Vorteile und Möglichkeiten des erfindungsgemäßen Verfahrens sei an dieser Stelle explizit auf die Merkmale und die Beschreibung bezüglich der Vorrichtung des Druckdrehfilters verwiesen.With regard to the advantages and possibilities of the method according to the invention, reference is explicitly made at this point to the features and the description relating to the device of the pressure rotary filter.

Die Verarbeitungseinheit kann ein Signal an eine Steuereinheit ausgeben, welche auf Grundlage des von der Verarbeitungseinheit ausgegebenen Signals eine Rotationsgeschwindigkeit der Filtertrommel einstellt.The processing unit may output a signal to a control unit which sets a rotational speed of the filter drum based on the signal output from the processing unit.

Auch diesbezüglich sei auf die obige Beschreibung in Bezug auf den Druckdrehfilter verwiesen.Also in this regard, reference is made to the above description with respect to the pressure rotary filter.

Im Folgenden wird die Erfindung anhand der begleitenden Zeichnungen in größerem Detail beschrieben werden.In the following, the invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings.

Es stellt dar:

  • 1 eine schematische Seitenquerschnittsansicht einer Sensoranordnung an einem Abschnitt eines Gehäuses des erfindungsgemäßen Druckdrehfilters.
It shows:
  • 1 a schematic side cross-sectional view of a sensor arrangement on a portion of a housing of the pressure rotary filter according to the invention.

In 1 ist ein Abschnitt eines Druckdrehfilters 10 dargestellt. In dem Abschnitt des Druckdrehfilters 10 ist ein Sensor 12 zu erkennen, welcher einen Laserstrahl 14 emittiert. Der Laserstrahl 14 verläuft dabei von dem Sensor 12 durch ein Schauglas 16, welches in einem Stutzen 18 angeordnet ist. Der Stutzen 18 ist an einer Öffnung 20 eines Gehäuses 22 des Druckdrehfilters 10 derart angeordnet, dass er mit dem Gehäuse 22 luftdicht abschließt und das Schauglas 16 luftdicht gegenüber einer Außenseite des Gehäuses 22 aufnimmt. Somit unterteilt das Schauglas 16 den Laserstrahl 14 in einen außerhalb eines Prozessraums des Druckdrehfilters angeordneten Abschnitt 24 und einen innerhalb des Prozessraums angeordneten Abschnitt 26. Demgemäß ist in 1 gut zu erkennen, dass der Sensor 12 außerhalb des Prozessraums des Druckdrehfilters angeordnet ist.In 1 is a section of a pressure spin filter 10 shown. In the section of the pressure rotary filter 10 is a sensor 12 to recognize which a laser beam 14 emitted. The laser beam 14 runs from the sensor 12 through a sight glass 16 which is in a neck 18 is arranged. The stub 18 is at an opening 20 a housing 22 of the pressure rotary filter 10 arranged so that it is connected to the housing 22 hermetically seals and the sight glass 16 airtight against an outside of the housing 22 receives. Thus, the sight glass divided 16 the laser beam 14 in a portion disposed outside a process space of the spin rotary filter 24 and a portion located within the process space 26 , Accordingly, in 1 good to realize that the sensor 12 is arranged outside the process space of the pressure rotary filter.

Der Laserstrahl 14 trifft dann auf eine Oberfläche eines Filterkuchens 28, von welcher er reflektiert wird. Der Filterkuchen 28 bildet sich beim Filtrieren von Suspension auf der Oberfläche einer Filtertrommel 30. Ein Teil des reflektierten Laserstrahls 14a (in 1 mit dem emittierten Laserstrahl 14 überlagert dargestellt) tritt anschließend wieder durch das Schauglas 16 und in eine Empfangseinheit des Sensors 12 ein.The laser beam 14 then hits a surface of a filter cake 28 from which it is reflected. The filter cake 28 Forms when filtering suspension on the surface of a filter drum 30 , Part of the reflected laser beam 14a (in 1 with the emitted laser beam 14 overlaid) then passes through the sight glass again 16 and in a receiving unit of the sensor 12 one.

Entsprechend einem Unterschied zwischen Eigenschaften des von dem Sensor 12 emittierten Lichts 14 und Eigenschaften des von der Oberfläche des Filterkuchens 28 reflektierten Lichts 14a, wie beispielsweise einer Gesamtlaufzeit von Emission zu Empfang des Lichts oder einem Winkel zwischen dem emittierten Laserstrahl 14 und dem in die Empfangseinheit des Sensors 12 eintretenden Laserstrahl 14a, welcher von dem Filterkuchen 28 reflektiert worden ist, kann ein Abstand der Oberfläche des Filterkuchens 28 relativ zu dem Sensor 12 und somit eine Dicke des Filterkuchens 28 ermittelt werden.According to a difference between characteristics of the sensor 12 emitted light 14 and properties of the surface of the filter cake 28 reflected light 14a , such as a total transit time from emission to reception of the light or an angle between the emitted laser beam 14 and in the receiving unit of the sensor 12 entering laser beam 14a which of the filter cake 28 may be a distance from the surface of the filter cake 28 relative to the sensor 12 and thus a thickness of the filter cake 28 be determined.

In der in 1 gezeigten Ausführungsform basiert der Sensor 12 auf einem Laufzeitmessungsverfahren. Dabei kann ein Puls eines Laserstrahls von dem Sensor ausgesandt werden, welcher von der Oberfläche des Filterkuchens 28 reflektiert wird und anschließend wieder in die Empfangseinheit des Sensors 12 eintritt. Entweder kann über eine Messreihe an Laufzeitmessungen eine Veränderung der Laufzeit erfasst werden und so auf eine Veränderung der Filterkuchendicke geschlossen werden oder es kann eine Laufzeit des Laserstrahls bis zur blanken Filtertrommel, das heißt einer Filtertrommel ohne darauf gebildetem Filterkuchen, bekannt sein. Vorteilhafterweise können auch Laufzeiten des Laserstrahls für vorbestimmte Filterkuchendicken bekannt sein, z.B. von 1 cm bis 150 cm in 1cm-Schritten, so dass eine Laufzeit des Laserstrahls direkt mit einem bekannten Wert verglichen werden kann, um die Dicke der Filterkuchenschicht zu bestimmen.In the in 1 In the embodiment shown, the sensor is based 12 on a transit time measurement method. In this case, a pulse of a laser beam can be emitted by the sensor, which from the surface of the filter cake 28 is reflected and then back into the receiving unit of the sensor 12 entry. Either a change in the transit time can be recorded via a measurement series of transit time measurements and thus a change in the filter cake thickness can be concluded or a transit time of the laser beam to the bare filter drum, ie a filter drum without a filter cake formed thereon, can be known. Advantageously, run times of the laser beam for predetermined filter cake thicknesses can also be known, for example from 1 cm to 150 cm in 1 cm increments, so that a transit time of the laser beam can be compared directly with a known value in order to determine the thickness of the filter cake layer.

Claims (11)

Druckdrehfilter (10), umfassend - eine Filtertrommel (30), an welcher zu filtrierendes Material gefiltert wird, wobei an einer Oberfläche der Filtertrommel (30) ein Filterkuchen (28) entsteht, und - ein Gehäuse (22), welches die Filtertrommel (30) umgibt und in welchem die Filtertrommel (30) drehbar gelagert ist, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Gehäuse (22) ein Sensor (12) angebracht ist, welcher Licht (14) durch einen lichtdurchlässigen Abschnitt (16) des Gehäuses (22) in Richtung des Filterkuchens (28) emittiert und von dem Filterkuchen (28) reflektiertes Licht (14a) durch den lichtdurchlässigen Abschnitt (16) des Gehäuses (22) empfängt, wobei der Druckdrehfilter (10) ferner eine Verarbeitungseinheit umfasst, welche dazu eingerichtet ist, Eigenschaften des emittierten Lichts (14) mit denen des empfangenen Lichts (14a) zu vergleichen und eine absolute Dicke des Filterkuchens (28) und/oder eine Änderung in der Dicke des Filterkuchens (28) über eine vorbestimmte Zeit zu ermitteln.A rotary pressure filter (10) comprising - a filter drum (30) on which material to be filtered is filtered to form a filter cake (28) on a surface of the filter drum (30), and - a housing (22) supporting the filter drum (30 ) and in which the filter drum (30) is rotatably mounted, characterized in that on the housing (22) a sensor (12) is mounted, which light (14) through a transparent portion (16) of the housing (22) in Emitted direction of the filter cake (28) and from the filter cake (28) reflected light (14a) through the translucent portion (16) of the housing (22), wherein the rotary pressure filter (10) further comprises a processing unit which is adapted to properties the emitted light (14) with those of the received light (14a) and an absolute thickness of the filter cake (28) and / or a change in the thickness of the filter cake (28) over a predetermined time to e rmitteln. Druckdrehfilter (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Druckdrehfilter (10) ferner eine mit der Verarbeitungseinheit betriebsmäßig verbundene Speichereinheit umfasst, welche Werte der Eigenschaften des emittierten und/oder empfangenen Lichts (14a) speichert.Pressure rotary filter (10) after Claim 1 characterized in that the rotary printing filter (10) further comprises a memory unit operatively connected to the processing unit which stores values of the properties of the emitted and / or received light (14a). Druckdrehfilter (10) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (12) außerhalb eines Prozessraums des Druckdrehfilters (10) angeordnet ist.Pressure rotary filter (10) after Claim 1 or 2 , characterized in that the sensor (12) outside a process chamber of the rotary pressure filter (10) is arranged. Druckdrehfilter (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (12) derart angeordnet ist, dass das emittierte Licht (14) im Wesentlichen orthogonal auf die Oberfläche des Filterkuchens (28) trifft.Pressure rotary filter (10) after one of Claims 1 to 3 characterized in that the sensor (12) is arranged such that the emitted light (14) strikes the surface of the filter cake (28) substantially orthogonally. Druckdrehfilter (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (12) ein Lasertriangulations-Sensor ist.Pressure rotary filter (10) after one of Claims 1 to 4 , characterized in that the sensor (12) is a laser triangulation sensor. Druckdrehfilter (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der (12) Sensor ein Laserlaufzeitmessungs-Sensor ist.Pressure rotary filter (10) after one of Claims 1 to 5 , characterized in that the (12) sensor is a laser transit time measurement sensor. Druckdrehfilter (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (12) gepulstes Licht (14) em ittiert.Pressure rotary filter (10) after one of Claims 1 to 6 characterized in that the sensor (12) emit pulsed light (14). Druckdrehfilter (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (12) Licht (14) kontinuierlich emittiert.Pressure rotary filter (10) after one of Claims 1 to 5 , characterized in that the sensor (12) continuously emits light (14). Druckdrehfilter (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Druckdrehfilter (10) ferner eine Steuereinheit umfasst, welche dazu eingerichtet ist, auf Grundlage der von der Verarbeitungseinheit bestimmten Filterkuchendicke eine Rotationsgeschwindigkeit der Filtertrommel (30) einzustellen.Pressure rotary filter (10) after one of Claims 1 to 8th characterized in that the rotary pressure filter (10) further comprises a control unit adapted to adjust a rotational speed of the filter drum (30) based on the filter cake thickness determined by the processing unit. Verfahren zum Bestimmen einer Dicke eines Filterkuchens(28), welcher beim Filtern von zu filtrierendem Material auf einer Oberfläche einer Filtertrommel (30) eines Druckdrehfilters (10), insbesondere eines Druckdrehfilters (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, gebildet wird, dadurch gekennzeichnet, dass ein Sensor (12) Licht (14) in Richtung des Filterkuchens (28) emittiert und von dem Filterkuchen (28) reflektiertes Licht (14a) empfängt, und dass eine Verarbeitungseinheit Eigenschaften des emittierten Lichts (14) mit Eigenschaften des empfangenen Lichts (14a) vergleicht, um so die Dicke des Filterkuchens (28) und/oder eine Änderung in der Dicke des Filterkuchens (28) zu bestimmen.A method for determining a thickness of a filter cake (28) which, when filtering material to be filtered on a surface of a filter drum (30) of a rotary pressure filter (10), in particular a pressure rotary filter (10) according to one of Claims 1 to 9 , characterized in that a sensor (12) emits light (14) in the direction of the filter cake (28) and receives light (14a) reflected from the filter cake (28), and in that a processing unit records properties of the emitted light (14). with properties of the received light (14a) so as to determine the thickness of the filter cake (28) and / or a change in the thickness of the filter cake (28). Verfahren zum Bestimmen einer Dicke eines Filterkuchens (28) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Verarbeitungseinheit ein Signal an eine Steuereinheit ausgibt, welche auf Grundlage des von der Verarbeitungseinheit ausgegebenen Signals eine Rotationsgeschwindigkeit der Filtertrommel (30) einstellt.A method of determining a thickness of a filter cake (28) Claim 9 characterized in that the processing unit outputs a signal to a control unit which sets a rotational speed of the filter drum (30) based on the signal output from the processing unit.
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